최근 김성민 카이스트 교수(전기 및 전자공학부) 연구팀이 초정밀·대규모 사물인터넷(IoT) 위치인식 시스템을 개발하는 쾌거를 올렸다. 이번 연구성과인 초정밀 위치 인식기술로 사물인터넷 기기와 로봇의 미세한 움직임을 조종하고, 나아가서는 초실감형 XR(확장현실)과 초정밀 스마트 팩토리 등 가상 세계에서 현실과 연결할 수 있는 장이 열렸다.

김 교수 연구팀은 무전원 태그를 통해 160미터 장거리에서 7밀리미터(5미터 단거리 0.35밀리미터)의 정확도와 1천 개 이상의 위치를 동시 인식하는 초정밀·대규모 사물인터넷(IoT) 위치인식 시스템을 개발했다. 

연구진이 최초 개발한 무선 태그는 그 신호가 방해 신호와 주파수 영역에서 완전히 분리되어 신호의 질을 100만 배 이상 향상시킨다. 해당 기술을 접목하면 XR에서 다량의 사물인터넷을 손가락의 미세한 움직임만으로 쉽게 제어할 수 있는 등 몰입감을 크게 높일 수 있다. 또한 1천 개 이상의 태그를 0.5초 이하에 동시 인식할 수 있어 수많은 기기를 실시간 조작할 수 있다. 

이 기술은 현존하는 실내외 위치인식 기술 중 작동 범위, 정확도와 규모에서 성능이 월등하다. 특히 최신 실내 측위 기술인 차세대 무선기술(UWB,  Ultra Wide Band)에 비해 300배의 정확도, 10배의 탐지 거리, 100배의 확장성을 갖는다. 즉, 현재에 비해 훨씬 많은 기기를 정밀하게 다룰 수 있다. 또한, 실외 측위에 한정되는 GPS 위치 인식 기술과 달리 다양한 실내외 환경에서 활용될 수 있다.

이번 기술의 태그는 스스로 무선 신호를 생성하는 대신, 주변의 신호를 반사해 통신한다. 마치 거울과 같은 원리로 신호 생성에 필요한 전력을 아낄 수 있어 초저전력으로 동작한다. 이에 태양전지 등 무전원으로 동작하거나 코인 전지 하나로 40년 이상 구동할 수 있어 대량 운용에 적합하다. 

이번 연구에는 카이스트 전기 및 전자공학부 박사과정의 배강민 씨와 문한결 씨가 공동 주 저자로 참여했다. 성과는 모바일 시스템 분야의 최고 권위 국제 학술대회인 `ACM 모비시스(ACM MobiSys)' 2023에서 지난 6월 발표됐다. 

김 교수는 “이번 성과는 스마트팩토리 등 산업체를 넘어 XR 등 민간에서도 포괄적으로 사용 가능한 사물인터넷 상호적용 기술로, 전방위적인 위치인식 기술의 보급을 가능하게 할 것으로 기대된다”라고 말했다.

김재호 기자 kimyital@kyosu.net 

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